无线传感器网络的节点定位方法

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1、第11期曾凡仔等：无线传感器网络的节点定位方法·65·无线传感器网络的节点定位方法曾凡仔，孙正章，罗娟，李仁发（湖南大学计算机与通信学院，湖南长沙410082）摘要：提出了一种MCBN（MonteCarlolocalizationboxedusingnon-anchor）定位算法。该算法建立在蒙特卡罗定位算法基础之上，利用两跳范围内可信任度权值最小且坐标确定的静态非锚节点，辅助网络中两跳范围内的锚节点构建最小锚盒，同时利用待定位节点上一时刻的位置信息和临时锚节点的特性增强样本过滤条件，进行快速抽样和样本过滤。仿真结果表明：MCBN同MC

2、L和MCB算法相比，提高了节点定位精度，降低了节点能量损耗。关键词：无线传感器网络；定位；锚节点中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)11-0062-05ImprovednodelocalizationalgorithmforwirelesssensornetworkZENGFan-zi,SUNZheng-zhang,LUOJuan,LIRen-fa(SchoolofComputerandCommunication,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstra

3、ct:AnlocationalgorithmcalledMCBN(MonteCarlolocalizationboxedusingnon-anchor)wasproposed,whichisbasedontheMonteCarlolocalizationalgorithm.Inthisalgorithm,thesmallestanchorboxisconstructedbytheanchornodeswithintwohopsinthenetworkandthenon-anchornodeswithminimumcreditvaluea

4、ndknowncoordinates,whichleadstoashrankboxwherethesampleandfilterismoreefficienttonodelocationcomparedtotheMCLandMCB.SimulationresultsshowthatMCBNhasbetterperformancethanMCLandMCBinthenodelocalizationaccuracyandenergyconsumption.Keywords:wirelesssensornetworks;localizatio

5、n;anchornode第11期曾凡仔等：无线传感器网络的节点定位方法·65·1引言收稿日期：2008-06-21；修回日期：2008-10-20基金项目：国家自然科学基金资助项目（60673061）；教育部博士点基金资助项目（20070532089）；长沙市科技计划基金资助项目（K0802138-11）FoundationItems:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60673061);TheNationalResearchFoundationfortheDoctoralProgra

6、mofHigherEducationofChina(20070532089);TheScientificandTechnologicalProjectinChangshaCity(K0802138-11)传感器节点的自身定位是传感器网络应用的基础。例如目标监测与跟踪、基于位置信息的路由、智能交通、网络的负载均衡以及网络拓扑的自配置[1]等许多应用都要求网络节点预先知道自身的位置，以便在通信和协作过程中利用位置信息完成应用要求。若没有位置信息，传感器节点所采集的数据几乎是没有应用价值的。因此，在无线传感器网络的应用中，节点定位成为关键的问

7、题。目前节点的定位思想主要有基于测距（range-based）的定位和无须测距(range-free)的定位两种。测距方法(range-based)利用信号强度、不同信号到达的时间差分(TDOA)[2]以及到达角度第11期曾凡仔等：无线传感器网络的节点定位方法·65·(AOA)[3]等测量相邻节点的距离，这种方法定位精度高但需要额外硬件支持。非测距方法(range-free)根据网络联通性和锚节点密度，利用规则的节点分布或跳数来定位，如质心法(centroidmethod)[4]和距离向量跳跃方法[5]，其定位精度较低但硬件成本低。为了

8、提高节点定位精度，Hu等人首次将蒙特卡罗定位（MCL,Monte-Carlolocation）算法[6]应用于移动感知网络，实验证明动态节点较静态节点在运动中能获取更多信息，定位精度更高。但该方法为获取有效